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楽観的同時実行制御( OCC ) は、楽観的ロックとも呼ばれ、リレーショナル データベース管理システムやソフトウェア トランザクション メモリなどのトランザクション システムに適用される非ロック同時実行制御方法です。OCC では、複数のトランザクションが互いに干渉することなく頻繁に完了できることを前提としています。実行中、トランザクションはデータ リソースを使用しますが、それらのリソースに対するロックは取得しません。コミットする前に、各トランザクションは、読み取ったデータを他のトランザクションが変更していないことを確認します。チェックで競合する変更が見つかった場合、コミットするトランザクションはロールバックされ、再開できます。[1]楽観的同時実行制御は、1979 年にHT Kungと John T. Robinsonによって初めて提案されました。 [2]
OCC は、一般的に、データ競合の少ない環境で使用されます。競合がまれであれば、トランザクションはロック管理のコストをかけずに完了でき、他のトランザクションのロックが解除されるのを待つ必要もなく、他の同時実行制御方法よりも高いスループットが得られます。ただし、データ リソースの競合が頻繁に発生する場合は、トランザクションを繰り返し再起動するコストによってパフォーマンスが大幅に低下するため、他の同時実行制御方法の方が適している可能性があります。ただし、ロック ベース (「悲観的」) の方法では、デッドロックを回避できたとしてもロックによって有効な同時実行が大幅に制限される可能性があるため、パフォーマンスが低下することもあります。
楽観的同時実行制御のフェーズ
楽観的同時実行制御トランザクションには以下のフェーズが含まれます: [2]
- 開始: トランザクションの開始を示すタイムスタンプを記録します。
- 変更: データベースの値を読み取り、変更を暫定的に書き込みます。
- 検証: このトランザクションが使用した (読み取りまたは書き込み) データを他のトランザクションが変更したかどうかを確認します。これには、このトランザクションの開始時刻以降に完了したトランザクション、およびオプションで検証時にまだアクティブなトランザクションが含まれます。
- コミット/ロールバック: 競合がない場合、すべての変更を有効にします。競合がある場合は、通常はトランザクションを中止して解決しますが、他の解決方法も可能です。特にこのフェーズと前のフェーズが単一のアトミック操作として実行されていない場合は、チェック時から使用時までのバグを回避するように注意する必要があります。
ウェブの使用
HTTPのステートレスな性質により、Web ユーザー インターフェイスではロックは実行不可能です。ユーザーがレコードの編集を開始し、「キャンセル」または「ログアウト」リンクをクリックせずに終了することはよくあります。ロックを使用すると、同じレコードを編集しようとする他のユーザーは、最初のユーザーのロックがタイムアウトするまで待機する必要があります。
HTTP は組み込みの OCC 形式を提供します。最初の GET リクエストへの応答には、 If-Match ヘッダーで使用する後続の PUT リクエスト用のETagを含めることができます。If-Match ヘッダーに古い ETag が含まれる PUT リクエストは拒否されます。[3]
一部のデータベース管理システムでは、特別なアプリケーション コードを必要とせずに、OCC をネイティブで提供しています。その他のシステムでは、アプリケーションがデータベースの外部に OCC レイヤーを実装し、待機したり、レコードを暗黙的に上書きしたりすることを避けることができます。このような場合、フォームには、レコードの元のコンテンツ、タイムスタンプ、シーケンス番号、または不透明なトークンを含む隠しフィールドが含まれることがあります。送信時に、これがデータベースと比較されます。異なる場合は、競合解決アルゴリズムが呼び出されます。
例
- MediaWikiの編集ページは OCC を使用します。[4]
- BugzillaはOCCを使用しており、編集の競合は「空中衝突」と呼ばれます。[5]
- Ruby on RailsフレームワークにはOCC用のAPIがある。[6]
- Grailsフレームワークはデフォルトの規約としてOCCを使用しています。[7]
- GT.Mデータベースエンジンはトランザクションの管理にOCCを使用します[8]（単一の更新もミニトランザクションとして扱われます）。
- MicrosoftのEntity Framework（Code-Firstを含む）には、バイナリタイムスタンプ値に基づくOCCのサポートが組み込まれています。[9]
- ほとんどのリビジョン コントロールシステムは、並行処理のための「マージ」モデル (OCC) をサポートしています。[引用が必要]
- Mimer SQLは楽観的同時実行制御のみを実装したDBMSです。 [10]
- Google App EngineデータストアはOCCを使用しています。[11]
- Apache Solr検索エンジンは_version_フィールドを介してOCCをサポートしています。[12]
- Elasticsearch検索エンジンはOCCを介してドキュメントを更新します。ドキュメントの各バージョンにはシーケンス番号が割り当てられ、新しいバージョンにはより大きなシーケンス番号が与えられます。ドキュメントへの変更が非同期に到着すると、ソフトウェアはシーケンス番号を使用して、新しいバージョンが古いバージョンで上書きされるのを防ぐことができます。[13]
- CouchDBはドキュメントの改訂を通じてOCCを実装します。[14]
- MonetDB列 指向 データベース管理システムのトランザクション管理スキームはOCCに基づいています。[15]
- ソフトウェア トランザクション メモリの実装のほとんどはOCC を使用します。[引用が必要]
- RedisはWATCHコマンドを通じてOCCを提供する。[16]
- Firebird は、データ管理のための OCC の実装として、マルチ世代アーキテクチャを使用します。 [引用が必要]
- DynamoDBはOCCの実装として条件付き更新を使用します。[17]
- Kubernetesはリソースを更新するときにOCCを使用します。[18]
- YugabyteDBは主にOCCを使用するクラウドネイティブデータベースです。[19]
- Firestore は、トランザクションで OCC を使用するFirebaseの NoSQL データベースです。
参照
参考文献
- ^ Johnson, Rohit (2003)。「一般的なデータ アクセスの問題」。エキスパートによる 1 対 1 の J2EE 設計と開発。Wrox Press。ISBN 978-0-7645-4385-22011年10月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ab HT Kung、JT Robinson (1981)。「同時実行制御の楽観的方法について」(PDF)。ACM Transactions on Database Systems。2019年8月31日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
- ^ 「Web の編集 - 無制限チェックアウトを使用した更新の消失問題の検出」W3C ノート1999 年 5 月 10 日。
- ^ ヘルプ:編集の競合
- ^ 「Bugzilla: FAQ: 管理上の質問」。MozillaWiki 。 2012年4月11日。
- ^ 「Module ActiveRecord::Locking」。Railsフレームワークのドキュメント。
- ^ 「オブジェクトリレーショナルマッピング (GORM)」。Grails フレームワークドキュメント。2014 年 8 月 15 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「トランザクション処理」。GT.M プログラマーズ ガイド UNIX 版。
- ^ 「同時実行の競合の処理」。Entity Framework ドキュメント ハブ。2023 年 7 月 5 日。
- ^ 「トランザクション同時実行性 - 楽観的同時実行性制御」。Mimer Developers - 機能。2023 年12 月 22 日閲覧。
- ^ 「データストア」。Google App Engine とは? 2010 年 8 月 27 日。
- ^ 「ドキュメントの一部を更新する」。2018年6月28日閲覧。
- ^ 「楽観的同時実行制御」。Elastic 。 2024年2月5日閲覧。
- ^ 「技術概要」。Apache CouchDB ドキュメント。2024年 2 月 6 日閲覧。
- ^ 「トランザクション - MonetDB」。2013年1月16日。
- ^ 「Redis でのトランザクション」。
- ^ 「アイテムと属性の操作 - 条件付き書き込み」 。2020年11 月 2 日閲覧。
- ^ 「API の概要 - リソース操作」 。2020年11 月 3 日閲覧。
- ^ Yugabyte、チーム。「明示的なロック | YugabyteDB ドキュメント」。docs.yugabyte.com。2022年1 月 4 日閲覧。
外部リンク
- Kung, HT; John T. Robinson (1981 年 6 月)。「同時実行制御のための楽観的方法について」。ACM Transactions on Database Systems。6 ( 2): 213–226。CiteSeerX 10.1.1.101.8988。doi : 10.1145 /319566.319567。S2CID 61600099 。
- Enterprise JavaBeans、3.0、Bill Burke、Richard Monson-Haefel 著、第 16 章 トランザクション、第 16.3.5 節 楽観的ロック、出版社: O'Reilly、発行日: 2006 年 5 月 16 日、印刷ISBN 0-596-00978-X、
- Hollmann, Andreas (2009 年 5 月)。「マルチ分離: 長所と短所」(PDF)。マルチ分離 (悲観的ロックと楽観的ロックの相違点)。01069 Gutzkovstr. 30/F301.2、ドレスデン: Happy-Guys Software GbR。p. 8。2013年 5 月16 日に取得。
{{cite conference}}: CS1 メンテナンス: 場所 (リンク)[永久リンク切れ ]